JP3315940B2 - Atm通信方法およびatm通信装置 - Google Patents

Atm通信方法およびatm通信装置

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JP3315940B2 JP33445298A JP33445298A JP3315940B2 JP 3315940 B2 JP3315940 B2 JP 3315940B2 JP 33445298 A JP33445298 A JP 33445298A JP 33445298 A JP33445298 A JP 33445298A JP 3315940 B2 JP3315940 B2 JP 3315940B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ATMセルペイロ
ードにショートパケットを多重して情報伝送を行うAT
M通信方法およびATM通信装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ATM(asynchronous transfer mode)
は、セルと呼ぶ固定長フォーマットによってデータを転
送する非同期転送モードの通信方式である。非同期と
は、データが存在するときだけセルを転送するという意
味であり、ATMネットワークでは、5バイトのヘッダ
ーと、48バイトの情報フィールド(ペイロード)から
なる合計53バイトの固定長セルを転送するようになっ
ている。
【0003】ATMセルにより、例えば圧縮音声(CO
DEC)等の低速データを転送しようとする場合、ペイ
ロードにデータを蓄積するのに時間がかかって、伝送の
リアルタイム性が保証されない場合がある。このような
データ転送の遅延は、特に、電話音声のようなリアルタ
イム性が極めて重要な意味をもつデータの転送において
は、致命的な情報品質の低下をもたらす。
【0004】そこで、転送しようとするデータを、ペイ
ロードより小さい固定長フォーマットのデータ(ショー
トパケット)に加工しておき、このショートパケットを
ペイロードに多重するようにすると、ATMセルペイロ
ードにおけるデータ蓄積時間を短縮化できる。また、ペ
イロードに、複数のユーザーに関する複数のショートパ
ケットを多重して一度に送信することにより、データ転
送の効率が向上する。
【0005】但し、種類の異なるショートパケットをA
TMセルに多重して通信する場合、多重されるショート
パケットの全部について、各ユーザーが要求する情報品
質が確保されなければならず、一つでも規格外になる場
合には、そのATMセルは廃棄されることになる。以
下、具体的に説明する。
【0006】図5は、ITU−T勧告I.363.2の
AALタイプ2プロトコルを用いてATMセルペイロー
ドにショートパケットを多重して情報伝送を行うATM
セル送信装置における機能ブロックの構成を示す図であ
る。
【0007】図示されるように、ATM通信装置は、シ
ョートパケット組立手段12と、ショートパケットバッ
ファリング手段1と、ショートパケットバッファリング
手段1を管理するショートパケットバッファリング手段
管理手段2と、ATMセル組立手段3と、タイマ手段4
と、ATMセルバッファリング手段5と、ATMセルバ
ッファリング手段5を管理するATMセルバッファリン
グ手段管理手段6とで構成される。
【0008】伝送する情報はショートパケット組立手段
12でショートパケットに組み立てられてショートパケ
ットバッファリング手段1に入力される。ショートパケ
ットバッファリング手段1に入力されたショートパケッ
トの合計サイズがATMセルペイロードを満たせるだけ
に達するか、または、タイマ手段4のタイマが満了する
と、ATMセル組立手段3はショートパケットバッファ
リング手段1からショートパケットを読み出してATM
セルを組み立てる。
【0009】タイマ手段4はショートパケットの要求遅
延品質を確保するためにショートパケットバッファリン
グ手段1におけるショートパケットの待ち時間を制限す
るものであり、タイマがスタートするのはショートパケ
ットバッファリング手段1が空の状態でショートパケッ
トが入力されたときか、ショートパケットバッファリン
グ手段1に入力されたショートパケットがATMセルペ
イロードに入りきらずに分割されてショートパケットバ
ッファリング手段1に残った場合である。
【0010】タイマ手段4がストップするのは、タイマ
が満了する前にショートパケットバッファリング手段1
に入力されたショートパケットの合計サイズがATMセ
ルペイロードを満たせるだけに達っしてATMセルが組
み立てられた時である。
【0011】タイマが満了した場合は、ATMセルペイ
ロードの空領域にパディング(ダミーデータを詰めるこ
と)がなされる。そうして組み立てられたATMセル
は、送信待ちバッファであるATMセルバッファリング
手段5にキューイングされる。そして、所定の待ち時間
内にキューイングされた複数のATMセルを、物理回線
を介して転送する。
【0012】ATMセルバッファリング手段5における
遅延時間(待ち時間)は、転送しようとするATMセル
の個数(すなわち、キュー長)と物理回線の転送速度と
から一義的に定まる。一方、ショートパケットの遅延品
質を確保するために、ショートパケットバッファリング
手段1とATMセルバッファリング手段5における合計
の遅延時間の許容値Tmaxは、ショートパケットの種
類に応じて決まる。
【0013】ここで、タイマ手段4のタイマ満了時間を
Te、ATMセルバッファリング手段5での許容遅延時
間をTaとした場合、(Te + Ta)≦ Tmaxと
なるように、上述のTe、Taを固定的に定める。つま
り、タイマが満了するという最も厳しい事態を想定し
て、許容遅延時間Taを定める。
【0014】また、遅延品質が異なるショートパケット
が多重される可能性がある場合には、現実にどのような
種類のショートパケットが多重されるか否かに関係な
く、最も要求の厳しいショートパケットが多重される場
合を想定し、そのショートパケットの条件を基準とし
て、ATMセルバッファリング手段5におけるセルの許
容遅延時間Taが固定的に定められる。
【0015】そして、ATMセルバッファリング手段5
におけるATMセルの現実の遅延がTaを越える場合に
は、そのATMセルは、キューイングされることなく廃
棄される。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たATMセル通信装置においては、ATMセルバッファ
リング手段における最大許容遅延時間Taを固定的に決
めてしまうため、状況に応じた適応的な通信ができな
い。
【0017】例えば、トラヒック量が多く、ATMペイ
ロードに複数のショートパケットを効率的に多重できて
ATMセルがはやく組み立てられた場合には、その分、
ATMセルバッファリング手段5においては、ATMセ
ルのキューイングのための待ち時間は、固定的なTaよ
りも長くとれるはずである。しかし、現実にはTaを超
過してしまう場合には、キューイングされずにそのセル
は廃棄されてしまい、通信品質の劣化が生じる。
【0018】また、要求遅延品質のことなるショートパ
ケットが同一のATMセルに多重される場合には、要求
遅延品質の最も厳しいものに対してTe、Taを決める
ため、要求遅延品質がそれよりも厳しくないショートパ
ケットのみが多重されたATMセルは、本来の要求遅延
品質よりも厳しい条件で許容遅延超過判定がなされて廃
棄される場合が生じうる。したがって、伝送される情報
の品質劣化が生じるという不都合がある。
【0019】本発明はこのような不都合を解消するべく
なされたものであり、ATMセルに多重される各ショー
トパケットの要求遅延品質を満足しつつ、セルの廃棄率
を低減して通信品質の劣化を抑制することを目的とす
る。
【0020】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成する本
発明は、ATMセルペイロードにショートパケットを多
重して情報の伝送を行うATM通信方法において、現実
に多重される前記ショートパケットの各々毎に、ATM
セルの組立までに現実に要した時間に基づいて送信待ち
バッファにおける許容遅延時間を算出し、それらの算出
値の中で最小のものを、送信待ちバッファにおける許容
遅延超過判定のしきい値として、ATMセルの送信/廃
棄を判定するようにした。
【0021】現実に送信しようとするショートパケット
の各々について、現実のATMセルの組み立てまでの時
間を考慮して許容される残り時間を計算し、残り時間が
もっとも短いものをしきい値として、送信待ちバッファ
におけるキューイングのための待ち時間を管理するた
め、実状(現実のトラヒック量や、現実に送信しようと
するデータ等)に応じた適応的な、送信待ちバッファに
おける待ち時間管理(動的な遅延時間管理)が可能とな
り、廃棄されるセルが減少することから、リアルタイム
性を確保しつつ情報品質の低下を抑制することができ
る。
【0022】
【発明の実施の形態】本発明の第1の態様では、ATM
セルペイロードにショートパケットを多重して情報の伝
送を行うATM通信方法において、現実に多重される前
記ショートパケットの各々毎に、ATMセルの組立まで
に現実に要した時間に基づいて送信待ちバッファにおけ
る許容遅延時間を算出し、それらの算出値の中で最小の
ものを前記送信待ちバッファにおける許容遅延超過判定
のしきい値とするようにした。
【0023】送信待ちバッファへのキューイングに至る
までに消費した現実の時間を考慮して、各パケット毎に
送信待ちバッファにおける許容待ち時間を求め、最も厳
しい条件をしきい値として許容遅延の超過判定を行うの
で、状況に適応した動的な待ち時間管理が可能となり、
セル廃棄率が低減される。
【0024】本発明の第2の態様では、ATMセルペイ
ロードにショートパケットを多重して情報の伝送を行う
ATM通信方法において、前記ショートパケットを第1
のバッファリング手段に蓄積した後、前記ショートパケ
ットを取り出してATMセルを組み立て、組み立てたA
TMセルを第2のバッファリング手段にキューイングし
た後、物理回線を介して送信する場合に、前記ショート
パケットの各々の特性を判別し、その判別結果に基づ
き、下記第(1)式に基づいて、各ショートパケット毎
に前記第2のバッファにおける許容遅延時間を算出し、
それらの算出値の中で最小のものを前記送信バッファに
おける許容遅延超過判定のしきい値とし、下記第(2)
式に基づいて前記第2のバッファリング手段におけるA
TMセルの遅延時間を求め、求められたATMセルの遅
延時間が前記しきい値を越えない場合には、そのATM
セルを送信し、越える場合には、そのATMセルを破棄
するようにした。
【0025】第(1)式 Tab=Tmax−(Tmh−Tin) 但し、Tabは第2のバッファリング手段における許容
遅延時間であり、Tmaxは第1および第2のバッファ
リング手段における遅延時間の合計の最大許容値であ
り、TmhはATMセルの組立完了時刻であり、Tin
はショートパケットが第1のバッファリング手段に入力
された時刻である。
【0026】第(2)式 Td=Lp・Ls/Vp ここで、TdはATMセルの第2のバッファリング手段
における遅延時間であり、Lpは第2のバッファリング
手段にキューイングされるATMセルの個数(キュー
長)であり、LsはATMセル長であり、Vpは物理回
線の転送速度である。
【0027】パケットの種類に応じて決まる最大許容遅
延時間から実際に要した時間を引くことによって現実の
許容時間を求め、また、キュー長と転送速度から転送に
要する時間を求めるようにしたので、簡便な方法を用い
て動的な遅延時間管理を行うことができる。
【0028】本発明の第3の態様では、第2の態様にお
いて、前記第2のバッファリング手段にATMセルをキ
ューイングする際に、前記許容遅延超過判定を行うよう
にした。
【0029】セルをキューイングした場合を想定し、キ
ューを全部送信するまでにしきい値を越えてしまうか否
かを事前に判定するものである。
【0030】本発明の第4の態様では、第2の態様にお
いて、前記第2のバッファリング手段にATMセルをキ
ューイングする際に前記許容遅延超過判定のためのしき
い値を保持しておき、ATMセルが第2のバッファリン
グ手段から読み出される際に、前記許容遅延超過判定を
行うようにした。
【0031】セルをキューイングした後、実際の送信タ
イミングで送信/廃棄の判定を行うものである。
【0032】本発明の第5の態様は、ATMセルペイロ
ードにショートパケットを多重して情報を伝送するAT
Mセル通信装置であって、伝送する情報からショートパ
ケットを組み立てるショートパケット組立手段と、この
ショートパケット組立手段から入力されたショートパケ
ットをATMセルに組み立てられるまでバッファリング
するショートパケットバッファリング手段と、前記ショ
ートパケットバッファリング手段からショートパケット
を読みだしATMセルを組み立てるATMセル組立手段
と、前記ATMセル組立手段から出力されるATMセル
をキューイングし、物理回線に出力するATMセルバッ
ファリング手段と、このATMセルバッファリング手段
における遅延時間管理を行うATMセルのバッファリン
グ管理手段と、前記ショートパケットバッファリング手
段に入力されたショートパケットの品質種別を判別して
前記ショートパケットバッファリング手段と前記ATM
セルバッファリング手段における遅延時間の合計の最大
許容値を与えるショートパケット品質種別判別手段と、
時刻を与える時計手段と、前記ショートパケットバッフ
ァリング手段にショートパケットが到着した時刻情報と
前記ショートパケット品質種別判別手段からの最大許容
値情報と前記時計手段からの時刻情報と前記ATMセル
組立手段からの組み立て完了通知とに基づき、組み立て
られたATMセルのペイロードに多重された1つ以上の
ショートパケット毎に前記ATMセルバッファリング手
段で許容される遅延時間を算出し、それらの算出値の中
で最小のものを前記ATMセルバッファリング手段にお
ける許容遅延超過判定用のしきい値とするしきい値算出
手段と、を有し、前記ATMセルのバッファリング管理
手段は、前記ATMセルバッファリング手段にキューイ
ングされるATMセルの遅延時間が、前記しきい値算出
手段により算出されたしきい値を超過するかどうか判定
し、超過しない場合には、そのATMセルを送信し、超
過する場合には、そのATMセルを廃棄する構成とし
た。
【0033】ATMセルのバッファリング管理手段にお
ける、ショートパケットの種類と現実の遅延を考慮した
現実的な遅延超過判定により、ATMセルの廃棄を減少
させることができる。
【0034】本発明の第6の態様は、優先度制御クラス
毎にATM通信部が設けられると共に、前記ATM通信
部のうちの少なくとも一つは、ショートパケットを第1
のバッファリング手段に蓄積した後、前記ショートパケ
ットを取り出してATMセルを組み立て、組み立てたA
TMセルを第2のバッファリング手段にキューイング
し、自己の優先度制御クラスの指定がなされると前記第
2のバッファリング手段に蓄積されているATMセルを
物理回線を介して送信する、優先制御付きショートパケ
ット多重ATM通信方法であって、ショートパケットを
多重した通信を実行するATM通信部は各々、ショート
パケットの各々の特性を判別し、その判別結果に基づ
き、下記第(1)式に基づいて、各ショートパケット毎
に前記第2のバッファにおける許容遅延時間を算出し、
それらの算出値の中で最小のものを前記送信バッファに
おける許容遅延超過判定のしきい値とし、下記第(2)
式に基づいて、前記第2のバッファリング手段における
先頭のATMセルの遅延時間を求め、求められたATM
セルの遅延時間が前記しきい値を越えない場合には、そ
のATMセルを送信し、越える場合にはそのATMセル
を破棄するようにした。
【0035】第(1)式 Tab=Tmax−(Tmh−Tin) 但し、Tabは第2のバッファリング手段における許容
遅延時間であり、Tmaxは第1および第2のバッファ
リング手段における遅延時間の合計の最大許容値であ
り、TmhはATMセルの組立完了時刻であり、Tin
はショートパケットが第1のバッファリング手段に入力
された時刻である。
【0036】第(2)式 Tw=Tse−Tx 但し、Twは第2のバッファリング手段における先頭の
ATMセルの遅延時間であり、Tseは自己の優先度制
御クラスが選択されてATMセルが読み出される時刻で
あり、Txは第2のバッファリング手段に前記先頭のA
TMセルがキューイングされた時刻である。
【0037】ATMセルレベルの優先制御クラスが複数
ある場合、送信帯域が各クラス毎に異なるため、送信待
ちバッファ(第2のバッファリング手段)における送信
キューのキュー長と物理回線の伝送速度とから実際の待
ち時間(遅延時間)を一律に算出することができない。
そこで、本実施の形態では、送信待ちバッファにキュー
イングされた時刻と、そのバッファから読み出される時
刻とを測定して、送信待ちバッファにおけるセルの実際
の滞留時間(遅延時間)を算出し、これをしきい値と比
較して、許容遅延の超過判定を行うようにした。これに
よって、優先制御クラスが複数ある場合でも、高品質の
ショートパケット多重ATM通信を行える。
【0038】本発明の第7の態様では、優先制御クラス
毎に設けられたATM通信部と、送信するべきATMセ
ルの優先制御クラスを指定する優先制御手段と、を具備
するATMセル通信装置であって、ョートパケット多重
通信を行う前記ATM通信部は、伝送する情報からショ
ートパケットを組み立てるショートパケット組立手段
と、入力されたショートパケットをATMセルに組み立
てられるまでバッファリングするショートパケットバッ
ファリング手段と、前記ショートパケットバッファリン
グ手段からショートパケットを読みだしATMセルを組
み立てるATMセル組立手段と、このATMセル組立手
段からのATMセルをキューイングするATMセルバッ
ファリング手段と、このATMセルバッファリング手段
における遅延時間を管理するATMセルのバッファリン
グ管理手段と、時刻を与える時計手段と、前記ATMセ
ルバッファリング手段にATMセルをキューイングした
時刻を前記時計手段から読み出して保持するタイムスタ
ンプバッファリング手段と、前記ショートパケットバッ
ファリング手段に入力されたショートパケットの品質種
別を判別してショートパケットバッファリング手段とA
TMセルバッファリング手段における遅延時間の合計の
最大許容値を求めるショートパケット品質種別判別手段
と、前記ショートパケットバッファリング手段管理手段
からのショートパケット到着通知と前記ショートパケッ
ト品質種別判別手段からの許容遅延時間情報と前記時計
手段からの時刻情報と前記ATMセル組立手段からの組
み立て完了通知とに基づき、ショートパケットごとに前
記ATMセルバッファリング手段において許容される遅
延時間を算出し、算出値の中で最小のものを前記ATM
セルバッファリング手段における許容遅延超過判定用の
しきい値とするしきい値算出手段と、前記時計手段から
の時刻情報と前記タイムスタンプバッファリング手段か
らのバッファリング時刻情報とに基づき前記ATMセル
バッファリング手段における待ち時間を算出する待ち時
間算出手段と、を有し、前記優先制御手段により選択さ
れた優先制御クラスのATMセルを前記バッファリング
手段から読み出す際に、前記待ち時間算出手段は、現在
時刻情報と前記ATMセルバッファリング手段にATM
セルがキューイングされた時刻情報とに基づいて前記A
TMセルバッファリング手段における待ち時間を算出
し、前記ATMセルのバッファリング管理手段は、前記
算出された待ち時間を前記しきい値と比較し、待ち時間
がしきい値を越えない場合にはそのATMセルを送信
し、待ち時間がしきい値を越える場合にはそのATMセ
ルを廃棄する構成とした。
【0039】これにより、ATMセルレベルの優先制御
クラスが複数ある場合でも、ショートパケットの入力か
らATMセルが組み立てられるまでの遅延時間と、各々
のショートパケットの要求遅延品質とを考慮した、送信
待ちバッファ(第2のバッファリング手段)における動
的な遅延時間管理が可能となり、高品質のショートパケ
ット多重ATM通信を実現できる。
【0040】本発明の第8の態様は、第5の態様または
第7の態様のATM通信装置と、このATM通信装置か
ら出力されるATMセルを伝送するための伝送路と、こ
の伝送路を介して送信されてくる前記ATMセルを受信
する通信装置と、によってATM通信システムを構築す
るものである。
【0041】これにより、現状のトラヒック量やデータ
の属性等に適応してATMセルを効率的に送受信できる
通信システムが得られる。
【0042】本発明の第9の態様は、第1の態様〜第4
の態様および第6の態様のいずれかに記載のATM通信
方法を実行するATM交換機である。
【0043】これにより、現状のトラヒック量やデータ
の属性等に適応してATMセルを効率的に通信できるA
TM交換機が実現される。
【0044】本発明の第10の態様は、第5の態様また
は第7の態様に記載のATM通信装置を備えた無線基地
局装置である。
【0045】これにより、移動体通信用の無線基地局に
おいて、圧縮音声信号等の比較的低速なデータについて
の効率的なATM通信が可能となる。
【0046】以下、本発明の実施の形態について、図面
を参照して具体的に説明する。
【0047】(実施の形態1)図1は本発明の実施の形
態1にかかるATM通信装置の構成を示すブロック図で
ある。
【0048】本実施の形態にかかるATM通信装置は、
ITU−T勧告I.363.2のAALタイプ2プロト
コルを用いてペイロードにショートパケットを多重して
情報伝送を行うものである。
【0049】図1に示されるように、ATMセル送信装
置(ATM通信装置)20は、伝送する情報からショー
トパケットを組み立てるショートパケット組立手段12
と、ショートパケット組立手段12から入力されたショ
ートパケットをATMセルに組み立てられるまでバッフ
ァリングするショートパケットバッファリング手段1
と、ショートパケットバッファリング手段1に新たなシ
ョートパケットが入力されたこと及びショートパケット
の合計サイズとを検出するショートパケットのバッファ
リング管理手段7と、ショートパケットバッファリング
手段1におけるショートパケットの待ち時間を制限する
タイマ手段4と、ショートパケットバッファリング手段
1からショートパケットを読みだしATMセルを組み立
てるATMセル組立手段3と、ATMセル組立手段3か
らのATMセルをキューイングし、その送信キューを物
理回線に出力する場合の送信待ちバッファとして機能す
るATMセルバッファリング手段5と、ATMセルバッ
ファリング手段5に入力されるATMセルが許容遅延時
間を超過するかどうか判定し、超過する場合はATMセ
ルを廃棄するATMセルのバッファリング管理手段8
と、時刻を与える時計手段10と、ショートパケットバ
ッファリング手段1に入力されたショートパケットの品
質種別を判別し、ショートパケットバッファリング手段
1とATMセルバッファリング手段5における遅延時間
の合計の許容値を与えるショートパケット品質種別判別
手段9と、ショートパケットのバッファリング管理手段
7からのショートパケット到着通知およびショートパケ
ット品質種別判別手段9からの許容遅延時間情報と時計
手段10からの時刻情報とATMセル組立手段3からの
組み立て完了通知とから、組み立てられたATMセルの
ペイロードに多重された1つ以上のショートパケットご
とにATMセルバッファリング手段5で遅延できる時間
を算出し、算出値の中で最小のものをATMセルバッフ
ァリング手段管理手段8に出力する許容遅延時間算出手
段11と、を有している。
【0050】以下、ATMセル送信装置20の動作を説
明する。
【0051】伝送される情報は、ショートパケット組立
手段12においてショートパケットに組み立てられ、シ
ョートパケットバッファリング手段1に入力される。こ
のとき、ショートパケット品質種別判別手段9におい
て、ショートパケットのヘッダフィールドの情報から品
質種別が判別されショートパケットバッファリング手段
1とATMセルバッファリング手段5とでの遅延時間の
合計の許容値Tmaxが求められるとともに、時計手段
10で示される時刻情報Tinが読み出され、いずれも
許容遅延時間算出手段11に保持される。
【0052】その後、ATMセル組立手段3によりAT
Mセルが組み立てられる。ATMセルの組立において
は、先に図5を用いて説明したように、ショートパケッ
トの合計サイズ情報やタイマ手段4からのタイマ満了情
報等が使用される。
【0053】ATMセルが組み立てられると、ATMセ
ル組立手段3から許容遅延時間算出手段11へ組み立て
完了が通知される。許容遅延時間算出手段11は、時計
手段10から現在時刻を読みだし、組み立てられたAT
Mセルのペイロードに多重された各ショートパケットご
とに以下の式に基づき、ATMセルバッファリング手段
5で遅延できる時間Tabを算出する。
【0054】 Tab =Tmax−(現在時刻−Tin) そして、ショートパケットごとに算出されたTabのう
ち最小のものを、ATMセルのATMセルバッファリン
グ手段5で遅延できる許容値(超過判定のためのしきい
値Tth)とし、ATMセルのバッファリング管理手段
8に出力する。
【0055】組み立てられたATMセルは、ATMセル
バッファリング手段5にキューイングされる前に、AT
Mセルのバッファリング管理手段8において、許容遅延
時間算出手段11から入力された許容遅延時間をしきい
値とし、前記ATMセルがキューイングされた場合の遅
延時間Tdとが比較され、Tdが前記しきい値をオーバ
ーしてしまう場合にはATMセルは廃棄される。Tdは
以下の式により算出される。Td=(送信待ちバッファ
における、前記ATMセルがキューイングされた場合の
キュー長)×ATMセル長[bits]/物理回線速度[bits/
sec]遅延時間Tdとしきい値Tthとの比較による許容
遅延超過判定は、ATMセルがキューイングされる際に
行ってもよく、また、キューイングの際にしきい値を保
持しておいて、ATMセルバッファリング手段5からA
TMセルが読み出されるときに、判定を行うようにして
もよい。
【0056】廃棄されずにキューイングされたATMセ
ルは、送出の順番がきたときに物理回線L1に出力され
る。
【0057】このようにして出力されたATMセルは、
物理回線を通してATMセル受信装置30によって受信
され、分解されて情報がとりだされる。
【0058】以上説明した、本実施の形態にかかるAT
Mセル送信装置の動作手順をまとめると、図2のように
なるすなわち、各ショートパケット毎に、所定の算出式
に基づいてATMセルバッファリング手段5における許
容遅延時間Tabを求める(ステップ21)。続いて、
ショートパケット毎に算出した許容遅延時間Tabのう
ち、最小のものをバッファリング手段5における許容遅
延超過判定のしきい値(Tth)とする(ステップ2
2)。
【0059】次に、ATMセルがバッファリング手段に
キューイングされた場合の遅延時間Tdを所定の算出式
に基づき算出する(ステップ23)。続いて、現実の遅
延間Tdがしきい値Tthを越えているか否かを判定し
(ステップ24)、越えている場合にはATMセルを廃
棄し(ステップ25)、越えていない場合にはそのAT
Mセルを送信する(ステップ26)。
【0060】以上のように本発明の実施の形態では、送
信待ちバッファにATMセルをキューイングする際に、
ATMセルのペイロードに多重された1つ以上のショー
トパケットごとに要求遅延品質を確保するための送信待
ちバッファにおける許容遅延時間を算出し、算出値の中
で最小のものをしきい値として許容遅延超過判定を行う
ことにより、ショートパケットの入力後からATMセル
が組み立てられるまでの遅延時間と多重されたショート
パケットの要求遅延品質の種類とを考慮した、送信待ち
バッファでの動的な遅延時間管理を可能としている。こ
の結果、セルの廃棄率が低減され、高品質なショートパ
ケット伝送を実現することができる。
【0061】(実施の形態2)図3は本発明の実施の形
態2にかかるATM通信装置の構成を示すブロック図で
ある。
【0062】本実施の形態の特徴は、セルレベルで優先
度の異なる複数の制御クラスが存在し、そのクラスに応
じてATM通信部が設けられるシステムにおいて、前掲
の実施の形態で説明した実際の遅延時間を考慮した動的
なバッファリング時間管理を実現することである。
【0063】図3において、図1と同じ部分には同じ参
照符号を付している。図示されるとおり、n個の優先度
制御クラスに応じてn個のATM通信部(20−1〜2
0−n)が設けられており、優先度制御手段17が送信
するべきセルの優先度制御クラスを指定すると、指定さ
れたクラスに対応するATM送信部がATMバッファリ
ング手段に蓄積されている送信キューを出力し、ATM
セルは、入力切り替え手段(セレクタ)16を介して物
理回線L2に送出される。
【0064】n個のATM通信部(20−1〜20−
n)の各々の基本的構成は、図1のATM通信装置と同
様である。また、ショートパケットの属性と現実に発生
した遅延時間に基づき送信待ちバッファ(ATMセルバ
ッファリング手段)5における許容遅延を求め、最小の
ものを許容遅延超過の判定のためのしきい値としてセル
の送信/廃棄を決定するという基本的な動作も同様であ
る。
【0065】但し、図3の各ATM通信部(20−1〜
20−n)は、待ち時間算出手段14と、タイムスタン
プバッファリング手段15と、許容遅延時間バッファリ
ング手段18と、を有している点で図1のATM通信装
置と異なる。
【0066】図3のような複数の優先制御クラスをもつ
システムでは、各クラス毎に送信帯域が相違するため、
送信待ちバッファにおける遅延時間を算出する際、前掲
の実施の形態のように、キュー長を回線の伝送速度で除
算して求める(図2のステップ23)という方法を採用
することができない。
【0067】そこで、本実施の形態では、ATMセルの
送信待ちバッファ(図3のATMセルバッファリング手
段5)における遅延時間は、実際に送信待ちバッファに
ATMセルがキューイングされた時刻と、優先制御手段
17により送信指定を受けて送信キューが出力される時
刻とを測定して、後者の時刻から前者の時刻を減算する
ことによって求める。
【0068】ATMセルがATMセルバッファリング手
段5に実際にキューイングされる時刻は、タイムスタン
プバッファリング手段15により測定される。つまり、
タイムスタンプバッファリング手段15は、ATMセル
組立手段3から組立完了通知を受けると、そのタイミン
グで現在の時刻を測定する。そして、その時刻を、セル
が送信待ちバッファにキューイングされたタイミングを
示す時刻情報として、待ち時間算出手段14に通知す
る。
【0069】待ち時間算出手段14は、通知された時刻
情報を保持し、その後、優先制御手段17から自己の制
御クラスが指定されると、そのタイミングで現在の時刻
を測定し、その時刻をセルが送信待ちバッファ(ATM
セルバッファリング手段5)から出力される時刻とす
る。そして、後者の時刻から前者の時刻を減算して、送
信キューの先頭のATMセルについての、ATMセルバ
ッファリング手段5における現実の待ち時間を算出す
る。
【0070】一方、前掲の実施の形態と同様に、許容遅
延時間算出手段11が、ショートパケットの属性に応じ
て最大許容遅延時間(超過判定しきい値)を算出し、そ
の結果は、許容遅延時間バッファリング手段18に保持
されている。
【0071】ATMセルのバッファリング管理手段8
は、許容遅延時間バッファリング手段18に保持されて
いる最大許容遅延時間(超過判定しきい値)と、待ち時
間算出手段14により算出された現実の遅延時間とを比
較し、後者が前者を越える場合には、要求品質が満足さ
れないとしてATMセルを廃棄させ、越えない場合に
は、ATMセルを物理回線L2を介して送信させる。こ
のようにして、セルレベルの優先制御クラスが複数ある
場合でも、ショートパケットの属性と現実の遅延時間を
考慮した、適応的な待ち時間管理を可能として、セル廃
棄率を低減することができる。
【0072】以上説明した本実施の形態の動作手順をま
とめると、図4のようになる。
【0073】すなわち、各ATM通信部(20−1〜2
0−n)において、図2のステップ21,ステップ22
を実行してATMセルバッファリング手段5における許
容遅延時間の最小値(許容遅延超過判定のためのしきい
値)を求める(ステップ40)。
【0074】一方、タイムスタンプバッファリング手段
15は、ATMセルがキューイングされた時刻Txを求
め、このTxは、待ち時間算出手段14に通知される
(ステップ41)。
【0075】そして、優先度制御手段17により、自己
の優先制御クラスが指定されるまで待機し(ステップ4
2)、この間に組み立てられたATMセルのキューイン
グを続行する。自己のクラスが選択されると(ステップ
43)、選択時の時刻をTseとし、Tse−Txより
先頭のATMセルの、ATMセルバッファリング手段5
における待ち時間Twを求める(ステップ44)。
【0076】そして、待ち時間Twがしきい値Tthを
越えるかどうかを判定し(ステップ45)、越える場合
にはATMセルを廃棄し(ステップ46)、越えない場
合には送信する(ステップ47)。
【0077】このようにして、セルレベルの優先制御ク
ラスが複数ある場合でも、ATMセルが組み立てられる
までに現実に要した時間と、多重されたショートパケッ
トの要求遅延品質の種類の応じた送信待ちバッファにお
ける動的な遅延管理を可能とし、高品質なショートパケ
ット多重ATM伝送を実現できる。
【0078】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、送
信待ちバッファにおける動的な待ち時間管理を行うこと
によって、セルに多重されるショートパケットの遅延品
質を満足させつつセル廃棄率を低減でき、高品質なショ
ートパケット多重ATMセル通信を実現することができ
るという有利な効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1にかかるATM通信装置
の構成を示すブロック図
【図2】実施の形態1にかかるATM通信装置の動作手
順を示すフロー図
【図3】本発明の実施の形態2にかかるATM通信装置
の構成を示すブロック図
【図4】実施の形態2にかかるATM通信装置の動作手
順を示すフロー図
【図5】ショートパケット多重ATMセル通信を行う通
信装置の概要を示すブロック図
【符号の説明】
1 ショートパケットバッファリング手段 2,7 ショートパケットのバッファリング管理手段 3 ATMセル組立手段 4 タイマ手段 5 ATMセルバッファリング手段 8 ATMセルのバッファリング管理手段 9 ショートパケット品質種別判別手段 10 時計手段 11 許容遅延時間算出手段 12 ショートパケット組立手段

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ATMセルペイロードにショートパケッ
    トを多重して情報の伝送を行うATM通信方法におい
    て、現実に多重される前記ショートパケットの各々毎
    に、ATMセルの組立までに現実に要した時間に基づい
    て送信待ちバッファにおける許容遅延時間を算出し、そ
    れらの算出値の中で最小のものを前記送信待ちバッファ
    における許容遅延超過判定のしきい値とすることを特徴
    とするATM通信方法。
  2. 【請求項2】 ATMセルペイロードにショートパケッ
    トを多重して情報の伝送を行うATM通信方法におい
    て、前記ショートパケットを第1のバッファリング手段
    に蓄積した後、前記ショートパケットを取り出してAT
    Mセルを組み立て、組み立てたATMセルを第2のバッ
    ファリング手段にキューイングした後、物理回線を介し
    て送信する場合に、 前記ショートパケットの各々の特性を判別し、その判別
    結果に基づき、下記第(1)式に基づいて、各ショート
    パケット毎に前記第2のバッファにおける許容遅延時間
    を算出し、それらの算出値の中で最小のものを前記送信
    バッファにおける許容遅延超過判定のしきい値とし、下
    記第(2)式に基づいて前記第2のバッファリング手段
    におけるATMセルの遅延時間を求め、求められたAT
    Mセルの遅延時間が前記しきい値を越えない場合には、
    そのATMセルを送信し、越える場合には、そのATM
    セルを破棄することを特徴とするATM通信方法。 第(1)式 Tab=Tmax−(Tmh−Tin) 但し、Tabは第2のバッファリング手段における許容
    遅延時間であり、Tmaxは第1および第2のバッファ
    リング手段における遅延時間の合計の最大許容値であ
    り、TmhはATMセルの組立完了時刻であり、Tin
    はショートパケットが第1のバッファリング手段に入力
    された時刻である。 第(2)式 Td=Lp・Ls/Vp ここで、TdはATMセルの第2のバッファリング手段
    における遅延時間であり、Lpは第2のバッファリング
    手段にキューイングされるATMセルの個数(キュー
    長)であり、LsはATMセル長であり、Vpは物理回
    線の転送速度である。
  3. 【請求項3】 前記第2のバッファリング手段にATM
    セルをキューイングする際に、前記許容遅延超過判定を
    行うことを特徴とする請求項2記載のATM通信方法。
  4. 【請求項4】 前記第2のバッファリング手段にATM
    セルをキューイングする際に前記許容遅延超過判定のた
    めのしきい値を保持しておき、ATMセルが第2のバッ
    ファリング手段から読み出される際に、前記許容遅延超
    過判定を行うことを特徴とする請求項2記載のATM通
    信方法。
  5. 【請求項5】 ATMセルペイロードにショートパケッ
    トを多重して情報を伝送するATM通信装置であって、 伝送する情報からショートパケットを組み立てるショー
    トパケット組立手段と、このショートパケット組立手段
    から入力されたショートパケットをATMセルに組み立
    てられるまでバッファリングするショートパケットバッ
    ファリング手段と、前記ショートパケットバッファリン
    グ手段からショートパケットを読みだしATMセルを組
    み立てるATMセル組立手段と、前記ATMセル組立手
    段から出力されるATMセルをキューイングし、物理回
    線に出力するATMセルバッファリング手段と、このA
    TMセルバッファリング手段における遅延時間管理を行
    うATMセルのバッファリング管理手段と、前記ショー
    トパケットバッファリング手段に入力されたショートパ
    ケットの品質種別を判別して前記ショートパケットバッ
    ファリング手段と前記ATMセルバッファリング手段に
    おける遅延時間の合計の最大許容値を与えるショートパ
    ケット品質種別判別手段と、時刻を与える時計手段と、
    前記ショートパケットバッファリング手段にショートパ
    ケットが到着した時刻情報と前記ショートパケット品質
    種別判別手段からの最大許容値情報と前記時計手段から
    の時刻情報と前記ATMセル組立手段からの組み立て完
    了通知とに基づき、組み立てられたATMセルのペイロ
    ードに多重された1つ以上のショートパケット毎に前記
    ATMセルバッファリング手段で許容される遅延時間を
    算出し、それらの算出値の中で最小のものを前記ATM
    セルバッファリング手段における許容遅延超過判定用の
    しきい値とするしきい値算出手段と、を有し、 前記ATMセルのバッファリング管理手段は、前記AT
    Mセルバッファリング手段にキューイングされるATM
    セルの遅延時間が、前記しきい値算出手段により算出さ
    れたしきい値を超過するかどうか判定し、超過しない場
    合には、そのATMセルを送信し、超過する場合には、
    そのATMセルを廃棄することを特徴とするATM通信
    装置。
  6. 【請求項6】 優先度制御クラス毎にATM通信部が設
    けられると共に、前記ATM通信部のうちの少なくとも
    一つは、ショートパケットを第1のバッファリング手段
    に蓄積した後、前記ショートパケットを取り出してAT
    Mセルを組み立て、組み立てたATMセルを第2のバッ
    ファリング手段にキューイングし、自己の優先度制御ク
    ラスの指定がなされると前記第2のバッファリング手段
    に蓄積されているATMセルを物理回線を介して送信す
    る、優先制御付きショートパケット多重ATM通信方法
    であって、 ショートパケットを多重した通信を実行するATM通信
    部は各々、ショートパケットの各々の特性を判別し、そ
    の判別結果に基づき、下記第(1)式に基づいて、各シ
    ョートパケット毎に前記第2のバッファにおける許容遅
    延時間を算出し、それらの算出値の中で最小のものを前
    記送信バッファにおける許容遅延超過判定のしきい値と
    し、下記第(2)式に基づいて、前記第2のバッファリ
    ング手段における先頭のATMセルの遅延時間を求め、
    求められたATMセルの遅延時間が前記しきい値を越え
    ない場合には、そのATMセルを送信し、越える場合に
    は、そのATMセルを破棄することを特徴とするATM
    通信方法。 第(1)式 Tab=Tmax−(Tmh−Tin) 但し、Tabは第2のバッファリング手段における許容
    遅延時間であり、Tmaxは第1および第2のバッファ
    リング手段における遅延時間の合計の最大許容値であ
    り、TmhはATMセルの組立完了時刻であり、Tin
    はショートパケットが第1のバッファリング手段に入力
    された時刻である。 第(2)式 Tw=Tse−Tx 但し、Twは第2のバッファリング手段における先頭の
    ATMセルの遅延時間であり、Tseは自己の優先度制
    御クラスが選択されてATMセルが読み出される時刻で
    あり、Txは第2のバッファリング手段に前記先頭のA
    TMセルがキューイングされた時刻である。
  7. 【請求項7】 優先制御クラス毎に設けられたATM通
    信部と、送信するべきATMセルの優先制御クラスを指
    定する優先制御手段と、を具備するATM通信装置であ
    って、 ショートパケット多重通信を行う前記ATM通信部は、
    伝送する情報からショートパケットを組み立てるショー
    トパケット組立手段と、入力されたショートパケットを
    ATMセルに組み立てられるまでバッファリングするシ
    ョートパケットバッファリング手段と、前記ショートパ
    ケットバッファリング手段からショートパケットを読み
    だしATMセルを組み立てるATMセル組立手段と、こ
    のATMセル組立手段からのATMセルをキューイング
    するATMセルバッファリング手段と、このATMセル
    バッファリング手段における遅延時間を管理するATM
    セルのバッファリング管理手段と、時刻を与える時計手
    段と、前記ATMセルバッファリング手段にATMセル
    をキューイングした時刻を前記時計手段から読み出して
    保持するタイムスタンプバッファリング手段と、前記シ
    ョートパケットバッファリング手段に入力されたショー
    トパケットの品質種別を判別してショートパケットバッ
    ファリング手段とATMセルバッファリング手段におけ
    る遅延時間の合計の最大許容値を求めるショートパケッ
    ト品質種別判別手段と、前記ショートパケットバッファ
    リング手段管理手段からのショートパケット到着通知と
    前記ショートパケット品質種別判別手段からの許容遅延
    時間情報と前記時計手段からの時刻情報と前記ATMセ
    ル組立手段からの組み立て完了通知とに基づき、ショー
    トパケットごとに前記ATMセルバッファリング手段に
    おいて許容される遅延時間を算出し、算出値の中で最小
    のものを前記ATMセルバッファリング手段における許
    容遅延超過判定用のしきい値とするしきい値算出手段
    と、前記時計手段からの時刻情報と前記タイムスタンプ
    バッファリング手段からのバッファリング時刻情報とに
    基づき前記ATMセルバッファリング手段における待ち
    時間を算出する待ち時間算出手段と、を有し、 前記優先制御手段により選択された優先制御クラスのA
    TMセルを前記バッファリング手段から読み出す際に、
    前記待ち時間算出手段は、現在時刻情報と前記ATMセ
    ルバッファリング手段にATMセルがキューイングされ
    た時刻情報とに基づいて前記ATMセルバッファリング
    手段における待ち時間を算出し、前記ATMセルのバッ
    ファリング管理手段は、前記算出された待ち時間を前記
    しきい値と比較し、待ち時間がしきい値を越えない場合
    にはそのATMセルを送信し、待ち時間がしきい値を越
    える場合にはそのATMセルを廃棄することを特徴とす
    るATM通信装置。
  8. 【請求項8】 請求項5または請求項7記載のATM通
    信装置と、このATM通信装置から出力されるATMセ
    ルを伝送するための伝送路と、この伝送路を介して送信
    されてくる前記ATMセルを受信する通信装置と、を含
    むことを特徴とするATM通信システム。
  9. 【請求項9】 請求項1〜請求項4または請求項6のい
    ずれかに記載のATM通信方法を実行するATM交換
    機。
  10. 【請求項10】 請求項5または請求項7に記載のAT
    M通信装置を備えた無線基地局装置。
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